[發明專利]一種基于下垂的諧波和無功電流無線分攤控制方法

在審

• 申請號: 201711366535.0
• 申請日: 2017-12-18
• 公開（公告）號: CN109936137A
• 公開（公告）日: 2019-06-25
• 發明（設計）人: 阮立恒;吳小君;梅昕
• 申請（專利權）人: 江蘇海航電氣科技有限公司
• 主分類號: H02J3/01
• 分類號: H02J3/01;H02J3/50
• 代理公司: 常州佰業騰飛專利代理事務所(普通合伙) 32231
• 代理人: 陳麗萍

本發明提出了一種基于下垂的諧波和無功電流無線分攤控制方法，通過局部采集的信號實現微電網內多臺多功能并網逆變器對網內諧波和無功電流的分擔。具體為：1)協調控制微電網內的多臺多功能逆變器，實現無功電流以及諧波的無互聯線并聯均分的補償控制；2)多功能逆變器可以根據自身的視在功率向微電網內注入等比例的無功以及諧波電流，實現了微網內無功電流以及諧波電流在多機之間的無互聯線并聯均分。本發明在不增加額外投資上實現了電能質量的有效治理，具有很好的可行性和實用價值。

技術領域

本發明涉及電力系統領域，特別是多臺多功能并網逆變器對網內諧波和無功電流的協調控制方法。

背景技術

為了協調微電網內的多臺多功能并網逆變器分擔網內的電能質量問題，可采用有互聯線和無互聯線兩類控制方案。其中，有互聯線的控制方法，主要是集中控制。在該控制方法中，存在一個集中控制器，其主要功能為：檢測微電網電網內所有負荷的諧波和無功電流，并給出各DG所需的補償電流指令。它實時監測該饋線支路上的諧波和無功電流，然后再根據各多功能并網逆變器所能投入的補償容量，將所需補償的無功和諧波電流分量分攤到各多功能并網逆變器上。然后，本地控制器根據集中控制器給出的補償電流指令，控制多功能并網逆變器輸出所需的諧波和無功電流，該類方法對通信的實時性和快速性要求較高。該類控制策略所存在的明顯不足在于：集中控制器在每個諧波和無功負荷處都需加裝電流傳感器，當微電網需要新增負荷時，就必須相應地增加負荷到集中控制器的上行傳輸通路，難以適應負荷的擴容。同時，集中控制器與各多功能并網逆變器之間還存在控制用的下行通信線路，當需要增加并網逆變器時，也同樣需要增加下行傳輸通路。此外，該控制策略還難以適應逆變器負荷的頻繁投切，在多功能并網逆變器故障后退出運行(或無故障停運)和負荷投切時，集中控制器就需要重新計算諧波和無功電流的分擔情況并進行重新分配。若下行通信線因故障而斷開時，整個控制系統將無法感知微電網的運行態勢，也無法重新分配補償分量，容錯能力較差。總之，這類控制策略難以滿足“在線熱插拔”、“即插即用”的微電網需求，相反，無互聯線的諧波和無功電流分享方法顯得更加合適。

最簡單的無互聯線控制策略是級聯控制方法。該類控制方法，普遍采用限幅控制策略，依據離負荷電氣距離的遠近，位于非線性負載電流上游的兩臺多功能并網逆變器先后投入一定容量的補償電流。要實現這種級聯型的控制策略，可以采用補償電流限幅的方式，離負載近的一臺多功能并網逆變器先檢查到非線性負載的諧波電流，它根據自身補償容量的限制，補償不超過某個幅值的諧波電流，然后剩下的諧波電流會繼續流過 DG1，此時DG1所檢測到的諧波電流即是經過DG2補償后的剩余部分。DG1將其電氣下游的電流視作廣義的等效負荷電流，類似于DG2的情況，故DG1也只需按照自身可投入的補償容量進行限幅補償即可。顯然，這種基于級聯思想的控制策略不需要互聯通信線，但是由于DG2限幅環節的存在卻可能會在DG1處引入新的諧波分量，會使得微電網內的諧波更加豐富，并可能進一步激發微電網內的諧波諧振。

綜上，如何利用微電網的多功能并網逆變器分擔補償網內的諧波和無功電流，有兩個亟需解決的問題。首先，并網逆變器可能在微電網內的電氣和物理距離上分布很分散，顯然這給如何有效地調度這些并網逆變器實現電能質量的治理帶來了困難，有互聯線的控制策略顯得捉襟見射。然而，這也給微電網電能質量的治理帶來了一定的益處，利用分散的并網逆變器補償分布在各處的諧波和無功負載，可以有效地實現諧波和無功電流的就地平衡，實現電能質量的分散治理和就地補償。其次，為了適應微電網內并網逆變器和負載的頻繁投切，總是需要并網逆變器具有“即插即用”、“在線熱插拔”的功能，因此一些基于集中控制的多功能并網逆變器諧波和無功電流分攤控制策略就顯得不合適了。總之，為了實現微電網內多臺多功能并網逆變器對網內諧波和無功電流的分擔，需要尋找一些無互聯通信線的，不需要集中控制和調度的，能利用局部采集的信號實現自治運行控制的分散控制策略。這樣，每個多功能并網逆變器都是一個獨立的、自治的終端單元，它們僅由自身并網點處的電能質量信息及其所能投入的補償容量數據，即可完成對其并網點處電能質量的治理。

發明內容